Étude de la photocatalyse hétérogène couplée à un procédé de dépollution pour le traitement des eaux huileuses

Abstract

Les eaux usées industrielles contiennent des composés organiques de nature différente à des concentrations variables. L'huile est l'un des importants contaminants dans ces eaux et provoque des problèmes de traitement des eaux usées dans les milieux. Les recherches actuelles visent donc à limiter cette contamination d’origine industrielle en proposant des technologies simples et moins couteuses par association traditionnellement des procédés physiques, chimiques et biologiques. L’objectif de ce travail est d’étudier la combinaison (couplage) des deux procédés : la photocatalyse hétérogène et d’autres procédés (le Réactif de Fenton ou l’adsorption sur charbon actif), et du montrer les avantages éventuels (notamment par rapport à la photocatalyse hétérogène seule), pour trouver un procédé simple et efficace pour améliorer l’efficacité de traitement des eaux huileuses. Dans cette étude, le procédé de traitement se configure selon deux méthodes : une méthode dans laquelle l’eau huileuse et les catalyseurs (TiO2/Fe2+/H2O2) sont introduits simultanément et on utilise l’UV artificiel au sein d’un unique réacteur et une méthode séquentielle comportant une phase d’oxydation d’eau huileuse par un photocatalyseur TiO2 suivie d’une phase d’adsorption sur CA. Dans les deux configurations, le traitement a montré une nette amélioration de la qualité de l’eau traitée en terme de couleur, turbidité et DCO par rapport au processus de photocatalyse hétérogène individuel dans des conditions optimisées (concentration d’huile, quantité des catalyseurs, la température, l’ajout d’O2, et le pH de la solution). L’approche cinétique de dégradation photocatalytique hétérogène a montré que le modèle de Langmuir Hinshelwood(L-H) est adapté à la description de résultats expérimentaux obtenons

Industrial wastewater contains organic compounds of different nature at varying concentrations. Oil is one of the important contaminants in these waters and causes problems with wastewater treatment in the environment. Current research aims to limit this industrial contamination by proposing simple and less expensive technologies by traditionally combining physical, chemical and biological processes. The aim of this work is to study the combination (coupling) of the two processes: heterogeneous photocatalysis and other processes (Fenton Reagent or adsorption on activated carbon), to show the possible advantages (in particular compared to heterogeneous photocatalysis alone), to find a simple and effective method for improving the efficiency of oily water treatment. In this study, the treatment process is configured according to two methods: a method in which the oily water and the catalysts (TiO2 / Fe2+ / H2O2) are introduced simultaneously and artificial UV is used within a single reactor and a sequential method comprising an oily water oxidation phase by a TiO2 photocatalyst followed by an adsorption phase on CA. In both configurations, the treatment showed a clear improvement in the quality of the treated water in terms of color, turbidity and COD compared to the individual heterogeneous photocatalysis process under optimized conditions (oil concentration, quantity of catalysts, temperature, addition of O2, and pH of the solution). The kinetic heterogeneous photocatalytic degradation approach has shown that the Langmuir Hinshelwood (L-H) model is suitable for the description of experimental results obtained.